黑龍江省哈爾濱市第九中學高中物理人教版必修2：第六章萬有引力與航天復習學案(無答案)

1、黑龍江省哈爾濱市第九中學高中物理人教版必修2:第六章萬有引力與航天復習學案（無答案）第六章萬有引力與航天姜勝民、胡勝男知識網絡萬有引力定律宇宙航行 人造地球衛(wèi)星從低速到高速狹義相對論8 / 6一、開普勒三定律：(1) .開普勒第一定律：(2) .開普勒第二定律：(3) .開普勒第三定律：例題1。有關開普勒關于行星運動的描述，下列說法中正確的是()A.所有的行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上B.所有的行星繞太陽運動的軌道都是圓，太陽處在圓心上C.所有的行星軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等D.不同的行星繞太陽運動的橢圓軌道是不同的練習1。某一人造衛(wèi)星繞地球做勻

2、速圓周運動，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的1/3,則此衛(wèi)星運行的周期大約是()A.14天 B.48天 C.816天 D.1620天二、萬有引力定律的理解：(1) .內容：(2).表達式:(3).適用條件:F,若兩例題2。兩個大小相同的實心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為 半徑為小鐵球半徑 2倍的實心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為A. 2FB . 4F C . 8F D . 16F練習2。兩個質量均為 M的球體，其連線的垂直平分線為 MN , O為兩球體連線的中點，如圖：一個質量為 m的物體從。點沿OM方向運動，則它受到的萬有引力大小變化情況是：（）A. 一直增大 B . 一直

3、減小 C .先減小后增大 D .先增大后減小練習2。設想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運到地球上，假定經過長期開采后，地球仍可看作均勻球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運動，則與開采前相比（）A.地球與月球間的萬有引力將變大B .地球與月球間的萬有引力將變小C.月球繞地球運動的周期將變長D .月球繞地球運動的周期將變短三、天體運動規(guī)律，用萬有引力判斷v、s T、a與r的關系：(1)(2)(3)(4)例題忽略星球的自轉，有： 得“黃金代換”：由 得：g= 由 得：v =由 得：3= 由 得：T=3?；鹦怯袃深w衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓，已知火衛(wèi)一的周期為7小時39分，火衛(wèi)二的

4、周期為30小時18分，則兩顆衛(wèi)星相比A.火衛(wèi)一距火星表面近B.火衛(wèi)二的角速度大C.火衛(wèi)一的運動速度大D.火衛(wèi)二的向心加速度大練習3。如圖：a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運動的三顆衛(wèi)星，a和b的質量相等且小于c的質量，則（）A. b所需向心力最小B. b、c的周期相同，且大于 a的周期C. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D. b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度練習4。地球半徑為R,地面重力加速度為 g, 一衛(wèi)星做勻速圓周運動，距地面高度是R,則該衛(wèi)星A.線速度為2gR2B.角速度為Yr8 Rc.加速度為gd .周期為2四、測中心天體的質量及密度（1）忽略中心天體的自轉

5、：由 得：M=由 及M的表達式得：=（2）天體運行：由 =得：M= （提示：向心力表達式用含 T的表示） （近地表測量 R=r）例題4。已知引力常量G和下列某幾組數據能算出地球的質量，這幾組數據是（）A.地球繞太陽運行的周期及地球離太陽的距離B .月球繞地球運行的周期及月球離地心的距離C.人造衛(wèi)星在地面附近繞行的速度及運行周期D .忽略自轉，已知地球的半徑及重力加速度練習5。地球表面的平均重力加速度為g,地球半徑為R,萬有引力常量為 G,則可以用下列哪一式來估算地球的平均密度（）A.B . -g-C .aD . -g-4 GR4 GR2RGR2G練習6艘宇宙飛船沿著圍繞未知天體表面的圓形軌道飛

6、行，航天員只用一塊秒表能測量出的物理量是（）A.飛船的線速度B .飛船的角速度 C .未知天體的質量 D .未知天體的密度練習7。一飛行探測器在半徑為 R的某天體上空離該天體表面高為h的圓形軌道上繞天體飛行，環(huán)繞n周飛行時間為t,求：該天體的質量及平均密度。五、宇宙速度、人造衛(wèi)星：（R地=6400Km, g地=9.8m/s2）（1）第一宇宙速度：（推導）第一宇宙速度是最發(fā)射速度；是最環(huán)繞速度，所以人造衛(wèi)星的 最小周期為 min 。（2）人造衛(wèi)星：同步衛(wèi)星：周期為 h ;角速度與地球的自轉角速度 ;軌道和赤道共面同 心圓距地面高度h=36000km ;線速度v = J GM =3. iKm/s

7、；向心加速度g =0. 22 m's2,R h極地衛(wèi)星：貫穿南北兩極，軌道圓心（一個焦點）和地心 普通衛(wèi)星：只要軌道圓心（一個焦點）和地心重合即可例題5。關于環(huán)繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，下列說法中可能的是（）A.衛(wèi)星運行的速率是 7. 9km/sB.衛(wèi)星運行的速率是 5.0 km/sC.衛(wèi)星運行的周期是 80minD.衛(wèi)星運行的周期是 200min練習8。1990年3月，紫金山天文臺將 1965年9月20日發(fā)現的2752號小行星命名為“吳健雄星” 其直徑為32km o如果該小行星的密度和地球的密度相同，則該小行星的第一宇宙速度是多少？（已知地球的半徑 R=6400km,取地球的第

8、一宇宙速度 vi=8km/s）六、衛(wèi)星的追及和變軌: 例題6。一艘原來在地球的圓形軌道運行的飛船，若加速后能夠與繞地球的另一個圓周軌道上的空間站對接，貝U飛船一一定是（）A.從低軌道上加速 B .從高軌道上加速 C .從任意軌道上加速 D .從同一軌道上加速 練習9。衛(wèi)星在到達預定的圓周軌道之前，運載火箭的最后一節(jié)火箭任何衛(wèi)星連接在一起，衛(wèi)星在前，火箭在后，先在大氣層外某一軌道A上繞地球做勻速圓周運動，然后啟動脫離裝置，使衛(wèi)星加速實現星箭脫離，最后到達預定軌道B,關于星箭脫離后的說法正確的是（）A.預定軌道B比某一軌道A離地面更高，衛(wèi)星在軌道 B上的運行速度比脫離前大B.預定軌道B比某一軌道A

9、離地面更低，衛(wèi)星的運行周期變小C.預定軌道B比某一軌道A離地面更高，衛(wèi)星的向心加速度變小D.衛(wèi)星和火箭仍然在同一軌道上運行，衛(wèi)星的速度比火箭大練習10。發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經點火，使其沿橢圓軌道2運75N ,由此可行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示，當衛(wèi)星分別在 1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道 1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道 1上的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經過Q點時的加速度大于它在軌道2上經過Q點時的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上經過P點時的加

10、速度等于它在軌道3上經過P點時的加速度七、衛(wèi)星的發(fā)射與運行中的超、失重現象:例題7。飛船以a= 9的加速度勻加速上升，在飛船上用彈簧秤測得10kg的物體重為2知，飛船距離地面的高度為 km。（R=6.4 x 103km, g=10m/s2）練習11。宇宙飛船在離地面高為h=R的軌道上做勻速圓周運動，飛船內一彈簧秤下懸掛一質量為m的重物，R為地球的半徑，g為地面處的重力加速度，則彈簧秤的讀數為（）A. mg/2 B. mg/4 C. mgD. 0練習題1 ,對于萬有引力定律的表述式F Gm1?2,下面說法中正確的是（）r2A.公式中G為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的B.當r趨近于零

11、時，萬有引力趨于無窮大C. mi與m2受到的引力大小總是相等的，方向相反，是一對平衡力D. mi與m2受到的引力總是大小相等的，而與mi、m2是否相等無關2 .如圖所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質量分布均勻，大小分別為 mi與m2,則兩球間萬有引力的大小為（）D. G (rmimh72ri 2)“ 一 mm2_ mi m2_ mim2A. G 1TB. G y C.G-2-rri億3 .據觀察，某行星外圍有一模糊不清的環(huán)。為了判斷該環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，又測出了該環(huán)中各層的線速度的大小 v與該層至行星中心的距離A.若v與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物C.若v2與R成正比，則環(huán)是

12、衛(wèi)星群4.已知月球的半徑為 R,在月球表面以初速度Ro以下判斷中正確的是（）B.若v與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物D.若v2與R成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群v。豎直上拋一個小球，經時間 t落回出發(fā)點。若在月球上發(fā)射一顆環(huán)繞月球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，以下說法中正確的是（2vo2Rv。A .衛(wèi)星的線速度不可能大于B.衛(wèi)星的加速度不可能大于C.衛(wèi)星的角速度不可能大于D.以上說法都不對5 .兩顆靠得較近的天體稱為雙星，它們以兩者的連線上某點為圓心做勻速圓周運動，因而不至于由于引力作用而吸在一起。關于雙星，下列說法中正確的是（）A.它們做圓周運動的線速度之比與其質量成反比B.它們做圓周運動的角速度之比與其質量成反比C.它們做圓周運動的半徑之比與其質量成反比D.它們所受的向心力之比與其質量成反比6 .已知地球的半徑為R,質量為M,自轉周期為T, 一個質量為 m的物體放在赤道處的海平面上,則物體受到萬有引力為 ,重力為。7 .行星的平均密度為 p,靠近行星表面有一顆周期為T的衛(wèi)星，試證明p甲為一常數黑龍江省哈爾濱市第九中學高中物理人教版必修2:第六章萬有引力與航天復習學案(無答案)8 .如圖710所示，a和b是某天體M的兩個衛(wèi)星，它們繞天體公轉的周期為圖7 10Ta和T